JP4277832B2

JP4277832B2 - 通信方法及び端末装置

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Description

本発明は、例えばセルラ方式の無線電話システムに適用して好適な通信方法と、これらの方法に基づいた端末装置に関し、特にＴＤＭＡ方式（Time Division Multiplex Access方式：時分割多元接続方式）を適用した場合に好適なものに関する。

デジタルデータ化された信号を無線伝送する無線電話システムが各種実用化されている。効率良く接続できる方式の１つとしてＴＤＭＡ方式を適用したものが実用化されている。この方式は、１伝送帯域（周波数チャンネル）を時間軸で区切ってタイムスロットを形成させて、各タイムスロットを複数台の端末装置（移動局）に割当て、１つの伝送帯域で複数台の端末装置が基地局に接続できるようにしたものである。

図８は、従来のＴＤＭＡ方式を適用したセルラ方式の無線電話システムのチャンネル構成例を示す図で、縦軸は周波数を示し、横軸は時間の経過を示す。周波数軸は、所定の周波数帯域毎（例えば数ＫＨｚ毎）に１つのバンドスロットを形成させてあり、各バンドスロットに番号（ここでは連続した番号）を付与してある。時間軸は、所定の時間毎（例えば数百μ秒毎）に１つのタイムスロットを形成させてあり、各タイムスロットに番号（ここでは連続した番号）を付与してある。

そして、所定のバンドスロット（図８の例では第１３バンドスロット及び第２３バンドスロット）を、制御チャンネルＣＣＨ（Commom Control Channel）送信専用のバンドスロットとして割当ててある。この制御チャンネルＣＣＨ用のバンドスロットでは、全てのタイムスロットが制御チャンネル用に占有される。なお、一般には隣接する基地局どうしで制御チャンネル用に異なるバンドスロットが割当ててあり、例えばある基地局は第１３バンドスロットで制御チャンネルＣＣＨの送信を行い、その基地局に隣接した別の基地局は第２３バンドスロットで制御チャンネルＣＣＨの送信を行う構成としてある。

そして、他のバンドスロット（図８の例では第１〜第１２バンドスロット，第１４〜第２２バンドスロット，第２４〜第３７バンドスロット）が、通話用音声データや各種データなど（以下これらのユーザ情報と称する）が伝送される情報伝送チャンネルＴＣＨ（Traffic Channe）の伝送帯域とされる。この伝送帯域での情報伝送チャンネルＴＣＨの設定が、基地局から制御チャンネルにより各端末装置に報知される。従って、各端末装置で基地局に接続させる際には、最初に制御チャンネルＣＣＨが送信されるバンドスロットを受信して、このバンドスロットで伝送される制御チャンネルＣＣＨで示される制御情報から、ユーザ情報の伝送用にこの端末装置に割当てられたバンドスロット及びタイムスロットを判断し、そのバンドスロット及びタイムスロットでの基地局との通信を開始させる。

図８の第３６バンドスロットに示したのは、基地局と１つの端末装置との通信状態の例を示す図で、図９に拡大して示すと、この例では３タイムスロット周期で通信が行われる１ＴＤＭＡフレームが３スロットで構成される場合で、タイムスロット番号１の位置で、基地局から端末装置へのユーザ情報などの送信スロットＴｘが１タイムスロット期間あり、次のタイムスロット番号２の位置で、端末装置から基地局へのユーザ情報などの受信スロットＲｘが１タイムスロット期間あり、次のタイムスロット番号３の位置で１タイムスロット期間送受信を休む。以下、この３タイムスロット期間の処理（即ち１ＴＤＭＡフレームの処理）を繰り返し行う。なお、ここでの送信スロットと受信スロットは、基地局側から見た場合で、端末装置から見た場合には、送信スロットと受信スロットの位置が逆になる。

ユーザ情報の送受信を休む期間（タイムスロット番号３，６，９など）では、基地局のサーチ処理を行う。即ち、セルラ方式の無線電話システムでは、各基地局の通信可能エリアが原則としてセル状に連続して配置され、各端末装置では、どの基地局と通話が可能なエリアであるか判断する必要がある。具体的には、基地局から送信される制御チャンネルＣＣＨを端末装置側で受信して、その受信電界強度などからどの基地局と通信ができるか判断し、通信ができる基地局に接続要求を行う。このため、各端末装置側では、そのとき通信できる基地局のセルをサーチするサーチ処理が必要である。また、通信を開始した後であっても、その端末装置の位置が移動して、別のエリアに移動した場合には、通話を行う基地局を切換えるハンドオフ処理が必要で、そのために通話中であっても、随時基地局のサーチ処理が必要である。

図９の例では１つの周波数チャンネル（バンドスロット）を、１台の端末装置で占有させる処理としたが、この送信スロットＴｘと受信スロットＲｘとを配置する周期の設定状態により、複数台の端末装置を１チャンネルに接続することもできる。例えば、図１０に示した例は、８タイムスロットで１ＴＤＭＡフレームが構成され、この１ＴＤＭＡフレーム内の８タイムスロットの内の１番目のタイムスロットで、端末装置からのユーザ情報の受信スロットＲｘがあり、４番目のタイムスロットで、基地局からのユーザ情報の送信スロットＴｘがある。この構成の場合には、送信と受信を同じ周波数としたとき、１ＴＤＭＡフレームで４つの送信スロットと受信スロットを設定でき、１バンドスロットを４台の端末装置で共用できる。そして、この図１０の場合でも、各端末装置でユーザ情報の送信や受信をしない各ＴＤＭＡフレーム内の所定のスロット期間（ここでは６番目のタイムスロット及び７番目のタイムスロット）で、基地局のサーチ処理を行うようにしてある。

なお、図９に示した通信状態の例の場合でも、上り回線と下り回線とを別の周波数帯とした場合には、上りと下りのそれぞれの回線ごとで見た場合には、３タイムスロット周期で１台の端末装置と基地局との間で通信が行われることになり、３台の端末装置を１周波数チャンネル（１バンドスロット）で共用できることになる。

このようにいずれの構成の場合も各端末装置側では、各ＴＤＭＡフレーム毎にセルサーチを行う期間が用意されて、その期間に制御チャンネルを受信する処理が行われるが、このように１ＴＤＭＡフレーム毎に必ずセルサーチ処理を行う構成としてあると、頻繁にセルサーチを行いたい場合や、あまりセルサーチを行わなくても良い場合に柔軟には対処できない。また、各ＴＤＭＡフレームでセルサーチを行う場合には、図９に示したように、１ＴＤＭＡフレームを３タイムスロットで構成するのが最小限の構成であり、１ＴＤＭＡフレームを２タイムスロットで構成することは不可能であった。

また、上述した構成で基地局と端末装置との間の通信を行う場合に、端末装置から送信される信号のパワーを適切に制御できれば、通信状態が良好になると共に、端末装置の消費電力などの点からも好ましい。即ち、無線電話システムの場合には、各端末装置の位置は一定でないため、端末装置が基地局の近くで通信を行う場合もあれば、端末装置が基地局から離れた場所で通信を行う場合もあり、一定の電力で送信を行うのは好ましくない。端末装置からの送信パワーが適切に制御できれば、基地局の近くで通信を行う場合には、少ない送信パワーを設定し、基地局から遠い場所で通信を行う場合には、大きなパワーを設定することで、端末装置側での送信処理に無駄な電力を消費しなくなると共に、他の通信への干渉量を最小限に抑えることができる。ところが、端末装置側で送信パワーを適切にコントロールするためには複雑な処理が必要で、実際には送信パワーの制御は行わないのが一般的である。

本発明の目的は、端末装置と基地局との通信が、そのときの端末装置の位置などに応じて、適切にできるようにすることにある。

本発明は、基地局と端末装置との間で時分割で無線送信と無線受信が行われる場合に、現在無線通信中の基地局から送信される信号の受信レベルと、他の基地局から送信される信号の受信レベルとを比較して、現在通信中の基地局の通信エリアの境界部の近傍に、端末装置が位置していることを判別したとき、端末装置と基地局との間で双方向に送信及び受信を行う通信容量を減らして、端末装置と基地局との間でユーザ情報が双方向に送信及び受信される期間を減らし、端末装置において他の基地局からの信号をサーチする期間を増やす処理を行うと共に、無線通信中の基地局に対して送信する送信信号の送信出力を大きくする処理を行うようにしたものである。

かかる処理を行うことによって、端末装置のエリア内の位置に応じた適切な制御が可能になる。

本発明によると、現在通信中の基地局の通信エリアの境界部の近傍に、端末装置が位置していることを判別したとき、該当する端末装置と基地局との間で双方向に送信及び受信を行う通信容量を減らして、端末装置と基地局との間でユーザ情報が双方向に無線通信される期間を減らす処理を行う処理を行うことで、各端末装置での通信容量が、その端末装置の位置に応じて適切に設定され、どこで通信を行う場合でも、良好に通信ができる。

以下、本発明の実施の形態を、図１〜図７を参照して説明する。

本例においては、セルラ方式の無線電話システムに適用したもので、まず本例が適用される通信方式の構成について説明する。本例の通信方式の構成は、基本的にはＴＤＭＡ方式により通信が行われるシステムとしてあるが、各タイムスロット内で伝送される信号として、マルチキャリア信号としてある。即ち、予め割当てられた帯域（Band）内に複数のサブキャリアを連続的に配置し、この１帯域内の複数のサブキャリアを１つの伝送路（パス）で同時に使用するいわゆるマルチキャリア方式としてあり、さらに１帯域内の複数のサブキャリアを一括して時間で分割（Division）して変調するもので、ここでは帯域分割多元接続（ＢＤＭＡ：Band Division Multiple Access ）方式と称する。

以下、その接続方式の構成について説明すると、図３は、本例の伝送信号のスロット構成を示す図で、縦軸を周波数を、横軸を時間としたものである。本例の場合には、周波数軸と時間軸とを格子状に分割した直交基底を与えるものである。即ち、１つの伝送帯域（１バンドスロット）が１５０ＫＨｚとされ、この１５０ＫＨｚの１伝送帯域内に、２４本のサブキャリアを配置する。この２４本のサブキャリアは、６．２５ｋＨｚ間隔で等間隔に連続的に配置され、１キャリア毎に０から２３までのサブキャリア番号が付与される。但し、実際に存在するサブキャリアは、サブキャリア番号１から２２までの２２本としてあり、１バンドスロット内の両端部のサブキャリア番号０及び２３についてはサブキャリアを立てないガードバンドとしてあり、電力を０としてある。そして、例えば２２本のサブキャリアの各キャリア毎の位相差などで、ユーザ情報などを変調して伝送するようにしてある。

このように構成される１バンドスロットを所定数連続させた複数のバンドスロットが、周波数上での１伝送単位としてある。例えば３２バンドスロットを周波数上での１伝送単位としたとき、図４のＡに示すように、連続した３２バンドスロットが周波数上での１伝送単位として使用され、各バンドスロットでは、図４のＢに示すように、２２本のサブキャリア信号によるマルチキャリア信号が伝送に使用される。そして、所定バンドスロット毎の周波数チャンネル（ここでは８バンドスロット毎に１つの周波数チャンネル）が、制御情報伝送用のチャンネルとして使用される。この制御情報の伝送構成の詳細については後述する。

図３に戻って時間軸の構成を説明すると、２００μ秒間隔で１タイムスロットが規定され、１タイムスロット毎に２２本のサブキャリアにバースト信号が変調されて伝送される。ここでは３２タイムスロット配置された状態が、１データフレームと定義される。この１データフレーム内の３２タイムスロットには、連続したタイムスロット番号が付与される。図３中にハッチングを付与して示す範囲は、１バンドスロットの１タイムスロット区間を示すものである。

この周波数軸と時間軸とを格子状に分割した直交基底を使用して、基地局が複数の端末装置と同時期に通信を行う多元接続を行うものである。このように通信を行う状態を設定することで、各端末装置と基地局との間で伝送される信号は、他の信号に対して直交性が保たれた状態となり、他の信号の干渉を受けることなく、該当する信号だけを良好に取り出すことができる。

次に、以上説明したシステム構成にて端末装置と通信が行われる基地局の構成を、図１を参照して説明する。

図１は、本例の基地局の全体構成を示すブロック図で、送受信用のアンテナ１１は高周波系回路１２に接続してあり、アンテナ１１で受けた所定の周波数帯の信号（ここでの周波数帯とは例えば３２バンドスロットで構成される１伝送単位の信号）を中間周波信号に変換し、その中間周波信号をアナログ／デジタル変換器１３によりデジタルデータに変換した後、変復調処理部１４に供給する。変復調処理部１４では、供給される中間周波信号の復調処理を行う。ここでの復調処理としては、例えば上述した伝送方式（ＢＭＤＡ方式）で説明した２２本のサブキャリアに分散して変調して伝送されたデータを、１系列のデータとする直交変換などの復調処理を行う。そして、その復調されたデータをデマルチプレクサ１５に供給し、各端末装置から送信されるデータ毎に分離し、分離されたそれぞれのデータを別のデコーダ１６ａ，１６ｂ‥‥１６ｎ（ｎは任意の数）に供給する。デマルチプレクサ１５での分離時には、上述した周波数ホッピングを考慮して、分離する周波数位置（バンドスロット）を随時変えて、各デコーダ１６ａ〜１６ｎに供給する。

このデコーダ１６ａ〜１６ｎは、１つの基地局に同時に接続できる端末装置の台数に対応した数用意され、各デコーダ１６ａ〜１６ｎで端末装置から供給されるデータの復号化処理などを行う。そして、各デコーダ１６ａ〜１６ｎでデコードされたデータを、基地局と接続された別の通信系（図示せず）に供給し、それぞれ端末装置と電話回線を介して接続された相手側に伝送する。但し、端末装置から基地局に対して伝送される接続要求などの制御データについては、いずれかのデコーダ１６ａ〜１６ｎでデコードした後、基地局の制御部２０に供給する。

次に、基地局の送信系の構成について説明すると、接続される各端末装置毎に個別の相手側から基地局に伝送されるデータを、それぞれ別のエンコーダ１７ａ，１７ｂ‥‥１７ｎ（ｎは任意の数）に供給する。このエンコーダ１７ａ〜１７ｎは、デコーダと同様に１つの基地局に同時に接続できる端末装置の台数に対応した数用意され、各エンコーダ１７ａ〜１７ｎで供給されるデータの符号化処理などを行う。そして、各エンコーダ１７ａ〜１７ｎでエンコードされたデータをマルチプレクサ１８に供給し、この基地局で扱う全ての送信データを１系統の送信データとし、変復調処理部１４に供給する。変復調処理部１４では、供給されるデータを２２本のサブキャリアに分散して変調する処理を行い、その変調されたデータをデジタル／アナログ変換器１９でアナログ信号として高周波系回路１２に供給し、所定の周波数帯の信号（ここでの周波数帯とは３２バンドスロットで構成される１伝送単位の信号）に周波数変換して、アンテナ１１から無線送信する。なお、基地局の制御部２０から端末装置に対して送信する制御データについても、いずれかのエンコーダ１７ａ〜１７ｎに供給してエンコードして後、マルチプレクサ１８から高周波系回路１２までの送信系で送信処理して無線送信する。

以上説明した構成にて基地局で端末装置との無線通信が行われるが、その通信制御は、この基地局の制御部２０により行われる。この制御部２０は、マイクロコンピュータなどの制御手段で構成され、この制御部２０で生成された制御データを端末装置側に無線伝送することで、各端末装置との通信の制御が実行される。各端末装置で通信を行う基地局を切換えるハンドオフ処理を行う場合にも、基地局の制御部２０の制御に基づいて実行される。

次に、この基地局と無線通信が行われる端末装置の構成を、図２を参照して説明する。

図２は、本例の端末装置の全体構成を示すブロック図で、送受信用のアンテナ３１は高周波系回路３２に接続してあり、アンテナ３１で受けた所定の周波数帯の信号（ここでの周波数帯とは１バンドスロットの信号）を中間周波信号に変換し、その中間周波信号をアナログ／デジタル変換器３３によりデジタルデータに変換した後、変復調処理部３４に供給する。変復調処理部３４では、供給される中間周波信号の復調処理を行う。ここでの復調処理としては、例えば上述した伝送方式（ＢＭＤＡ方式）で説明した２２本のサブキャリアに分散して変調して伝送されたデータを、１系列のデータとする直交変換などの復調処理を行う。そして、その復調されたデータをデコーダ３５に供給し、基地局側から伝送されるデータの復号化処理などを行う。そして、デコーダ３５でデコードされたデータを音声処理系回路３６に供給し、通話用音声データの処理を行い、得られた音声信号をスピーカ３７から放音させる。また、デコードされたデータが基地局からの制御データである場合には、この端末装置の制御部４１に供給する。

次に、端末装置の送信系の構成について説明すると、送信するデータが通話用音声である場合には、マイクロホン３８が拾った音声信号を音声処理系回路３６に供給し、所定の方式の音声データとした後、この音声データをエンコーダ３９に供給して、符号化処理などを行う。そして、エンコーダ３９でエンコードされたデータを変復調処理部３４に供給する。変復調処理部３４では、供給されるデータを２２本のサブキャリアに分散して変調する処理を行い、その変調されたデータをデジタル／アナログ変換器４０でアナログ信号として高周波系回路３２に供給し、所定の周波数帯の信号に周波数変換して、アンテナ３１から無線送信させる。なお、端末装置の制御部４１から基地局に対して送信する接続要求などの制御データについても、エンコーダ３９に供給されてエンコードされた後、変復調処理部３４から高周波系回路３２までの送信系で送信処理されて無線送信される。また、高周波系回路３２での送信処理時には送信用パワーアンプ３２ａで所定の出力に増幅して無線送信させるが、この送信用パワーアンプ３２ａのゲインは、制御部４１の制御で可変設定できるようにしてあり、基地局との通信状態に応じて適切なゲインが設定される。

この端末装置での受信状態及び送信状態は、マイクロコンピュータなどの制御手段で構成される制御部４１により制御される。この制御部４１では、基地局から送信される制御データを判断して、送受信を行う周波数チャンネル（バンドスロット）やその周波数チャンネルでの送受信のタイミング（即ち送信や受信を行うタイムスロット）を判断し、端末装置内の各部を対応した状態の処理を行うように制御する。また、制御部４１にはダイヤルキーなどのキー４２からの操作情報が供給される構成としてある。さらに、制御部４１には液晶表示パネルなどで構成される表示部４３が接続してあり、動作状態などを表示する。

なお、この図２に示した端末装置では通話用音声データの送受信を行う構成として説明したが、他の各種データを送信又は受信する端末装置として構成しても良い。例えば、何らかの文字データや数字データの送信や受信を行ったり、電子メール，インターネットなどのデータを送信又は受信する構成の端末装置としても良い。

次に、以上説明した構成の基地局と端末装置との間で通信を行う状態を、図５〜図７を参照して説明する。図５は、本例での基地局と端末装置との通信のチャンネル構成を示す図で、縦軸は周波数をバンドスロット番号で示し、横軸は時間の経過をタイムスロット番号で示してあり、バンドスロットとタイムスロットに連続した番号を付与してある。

ここでは、８バンドスロット毎の１バンドスロット（即ち第１バンドスロット，第９バンドスロット，第１７バンドスロット，第２５バンドスロット，第３３バンドスロット‥‥）を、制御情報通信用専用のチャンネル（即ち制御情報チャンネルＣＣＨ）として使用する。他のバンドスロット（第２〜第８バンドスロット，第１０〜第１６バンドスロット，第１８〜第２４バンドスロット，第２６〜第３２バンドスロットなど）では、ユーザ情報の伝送チャンネルである情報伝送チャンネルＴＣＨの伝送が行われる。

８バンドスロット毎の制御情報チャンネルＣＣＨでは、全てのタイムスロットで制御情報が送信されるのではなく、所定の規則（或いは乱数系列などに基づいて生成された不規則な順序）により間欠的に基地局から送信されるように、基地局の制御部２０が送信を制御する。但し本例の場合には、１回の制御情報の送信を、２タイムスロット期間連続して行うようにしてある。また、１つの基地局内に用意された制御情報ＣＣＨの各伝送チャンネルでの間欠的な送信状態は、それぞれの伝送チャンネルで異なる状態に設定してある。各伝送チャンネルでの制御情報ＣＣＨのタイムスロットの送信タイミングに関する情報は、その局の制御部２０の制御により、制御情報ＣＣＨに付与して送信される構成としてあり、端末装置側の制御部４１では、いずれかの伝送チャンネルの制御情報ＣＣＨを受信することで、その局の各伝送チャンネルでの制御情報ＣＣＨのタイムスロットの送信タイミングが判断できる。

なお本例の場合には、この電話システム用の全ての基地局（或いは少なくともある地域内の全ての基地局で）で、制御情報チャンネルＣＣＨとして使用する周波数チャンネルを、同じチャンネルに設定してあり、その同じチャンネルでの制御情報ＣＣＨの送信されるタイミングの設定状態が、少なくとも隣接する基地局どうしで変えてある。この場合、各基地局から送信される制御情報ＣＣＨには、その基地局に隣接する基地局での制御情報ＣＣＨの送信タイミングの情報（例えばどの周波数チャンネルでどのタイムスロットで送信されるのかの情報など）についても付与してあり、各端末装置の制御部４１では、現在通信中の基地局のエリアに隣接するエリアの基地局での、各伝送チャンネルでの制御情報ＣＣＨの送信タイミングについても判断できるようにしてある。

第２〜第８バンドスロットなどの情報伝送チャンネルＴＣＨの伝送が行われるバンドスロットでは、４タイムスロットを１ＴＤＭＡフレームとして通信が行われる。従って、４タイムスロット毎に、送信スロットと受信スロットが１タイムスロットずつ設定される。このように１ＴＤＭＡフレームを４タイムスロットとした場合には、送信と受信で同じ周波数を使用する場合、１伝送チャンネルを２台の端末装置で共用でき、送信と受信で異なる周波数帯を使用する場合、１伝送チャンネルを４台の端末装置で共用できる。

図５の第３６バンドスロットには、ある端末装置と基地局との通信状態の例を示してあり、基地局から（端末装置へ）の送信スロットＴｘと、（端末装置から送信されて）基地局での受信スロットＲｘとが交互に設定されて、基地局と端末装置との間の双方向での通信が行われる。ここで本例においては、３２タイムスロット（即ち８ＴＤＭＡフレーム）を１データフレームとしてあり、この１データフレーム内の少なくとも１ＴＤＭＡフレーム期間（即ち４タイムスロット期間）、送信スロットＴｘと受信スロットＲｘの通信を停止して、端末装置で基地局のサーチ処理を行ういわゆるセルサーチを実行するようにしてある。

図６は、各端末装置での１データフレームの基地局との通信状態を示し、１データフレームは８ＴＤＭＡフレームで構成されて、基本的には各ＴＤＭＡフレームの４タイムスロット期間内に、受信スロットＲｘと送信スロットＴｘとが１タイムスロットずつ設定される。なお、図６は端末装置から見たタイミングであるので、基地局側から見た図５とは、１ＴＤＭＡフレーム内の受信スロットＲｘと送信スロットＴｘとの関係が逆である。

そして、１データフレーム内の予め決められた任意の１ＴＤＭＡフレーム期間（図６では７番目のＴＤＭＡフレーム期間）を、セルサーチ期間としてある。このセルサーチ期間には、現在通信中の基地局の通信エリアに隣接するエリアに配された基地局から制御情報が送信される制御情報チャンネルＣＣＨを受信する。例えば図６に示すように、セルサーチを行う１ＴＤＭＡフレーム期間の最初の１タイムスロット期間で、制御情報チャンネルＣＣＨが送信される所定のバンドスロットＸ₁の受信を試み、次の１タイムスロット期間で受信チャンネルの切換える処理を行って、次の１タイムスロット期間で制御情報チャンネルＣＣＨが送信される別のバンドスロットＸ₂の受信を試みる。そして、最後の１タイムスロット期間で、次のＴＤＭＡフレーム期間に受信スロットＲｘを受信するチャンネルに切換える処理を行う。

例えば、図５に示す状態で自局及び周辺セルからの制御情報ＣＣＨの送信があると仮定し、第３６バンドスロットのチャンネルでの通信のタイムスロット番号１３〜１６がサーチ期間であると想定すると、このタイムスロット番号１３の期間には、第１バンドスロットを受信することで、このチャンネルの制御情報ＣＣＨを受信でき、タイムスロット番号１５の期間には、第１７バンドスロットを受信することで、このチャンネルの制御情報ＣＣＨを受信できる。

このようにしてセルサーチを行う１ＴＤＭＡフレーム期間に、少なくとも２つのチャンネルで制御情報の受信を試みる処理を行う。なお、チャンネル切換えが高速でできる場合には、１ＴＤＭＡフレームを構成する全てのタイムスロット期間で、それぞれ別の制御情報チャンネルＣＣＨが送信されるチャンネルの受信（即ち１ＴＤＭＡフレームで４つのバンドスロット）を試みても良い。そして、各データフレームのセルサーチ期間で、その受信を試みるチャンネルを変化させ、数データフレーム期間毎に、現在通信中の基地局に隣接して存在する全ての基地局からの制御情報チャンネルＣＣＨの受信を試みる。なお、端末装置では、セルサーチを行う期間に、制御情報ＣＣＨのスロットが存在する周波数チャンネルを、基地局から送信される制御情報より判断して、その判断した周波数チャンネルを受信するように処理される。

そして、セルサーチの期間に受信を試みたときに制御情報ＣＣＨのスロットの受信が出来たときには、そのときの受信状態（受信レベルなど）を端末装置の制御部４１が判断し、その判断した受信状態のデータを、基地局に送信する情報（ユーザ情報の送信スロットの付随データなど）付与する。

基地局側の制御部２０では、端末装置から送信される制御情報の受信状態のデータから、現在の端末装置の位置が、自局の通信エリア内であるか否か判断する。このように各端末装置側で、１データフレームに１回だけセルサーチ期間を設定して、そのセルサーチ期間に得られたデータに基づいて通信状態を判断することで、効率の良いセルサーチができる。即ち、従来のように１ＴＤＭＡフレーム内で必ずセルサーチを行う場合に比べ、セルサーチを行う頻度を少なくすることができ、それだけユーザ情報の伝送に使用できる期間を多く確保でき、通信容量の増大などを図ることができると共に、端末装置側でセルサーチのために要する電力を節約することができる。

そして、このような処理で、端末装置の位置が、自局の通信エリアと他の基地局の通信エリアとの境界部の近辺であると判断した場合（例えば自局の信号の端末装置での受信レベルと他の基地局の信号の端末装置での受信レベルがほぼ等しいと判断された場合）には、他の基地局に通信を切換えるハンドオフ処理が必要であるか否か判断する。

このハンドオフ処理が必要であるか否か判断する場合には、該当する端末装置に対して、ユーザ情報の送信スロットの付随データなどで、セルサーチを行う期間を増やすと共に、そのセルサーチを行う期間の増加に対応してユーザ情報の伝送量を減らす制御データを送信する。図７は、このセルサーチを行う期間を増やした場合の、端末装置側での１データフレームの通信タイミングを示した図で、この例では１データフレームを構成する８ＴＤＭＡフレームの内の、５番目のＴＤＭＡフレームと７番目のＴＤＭＡフレームをセルサーチを行う期間とし、それぞれの期間で、セルサーチ処理を実行させる。

このように処理することで、セルサーチを行う期間が２倍に増えることになり、端末装置の現在の通信状態をより精度良く検出でき、他の基地局に通信を切換えるハンドオフ処理が必要であるか否か迅速に判断でき、ハンドオフ処理が必要になったとき、基地局側で迅速に対応できる。即ち、本例の場合には通常時は１データフレームで１回だけセルサーチを実行するようにして、１ＴＤＭＡフレーム毎にセルサーチを行う場合に比べて、セルサーチを行う頻度を少なくしたが、セルサーチを行うことが重要であるときには、セルサーチを行う頻度が増えるので、従来と同様の頻度、或いは従来以上の頻度でセルサーチが行われることになり、良好にハンドオフ処理が実行できる。なお、図７では１データフレーム期間のセルサーチ期間を２倍に増やした例を示したが、そのときの通信状態によってよりセルサーチ期間を増やしても良い。

また、このようにセルサーチを行う期間を増やした状態で、自局との通信状態が、他の基地局との通信状態よりも十分に良好になったと判断できる状態になった場合には、元のセルサーチ頻度に戻すようにしても良い。

なお、本例の場合には各端末装置側の高周波系回路３２内の送信用パワーアンプ３２ａのゲインが可変設定される構成としてあり、例えば上述した処理で自局の通信エリアと他の基地局の通信エリアとの境界部の近辺であると判断した場合には、送信用パワーアンプ３２ａのゲインを比較的大きく設定して、送信出力を大きくして、基地局との通信が良好にできるように設定することが考えられる。また、基地局からの送信出力についても調整できる場合には、同様に通信エリアの境界部の近辺であると判断した場合に送信出力を大きく設定しても良い。

また、本例の場合には図７に示したようにセルサーチ期間を増やした場合には、基地局の制御に基づいて、基地局と端末装置との間で伝送するユーザ情報のデータ量を、そのユーザ情報の伝送スロット期間を減らした分だけ減らす処理を行う。具体的には、１データフレーム期間の送信スロットと受信スロットを、それぞれ７タイムスロットずつから６タイムスロットずつに減らしたので、ユーザ情報のデータ量を６／７に減らす処理を行う。また、セルサーチ期間が少なくなった場合には、元のデータ量に戻す処理を行う。このような伝送できるデータ量の変動は、伝送するユーザ情報が音声データである場合には、例えば音声データの圧縮率の変動などで対処でき、電子メール用データなどの各種データである場合には、そのデータの転送レートを一時的に変化させて対処できる。

また、このようなセルサーチ期間の増減に基づいた伝送量の変動以外の要因で、ユーザ情報の伝送量を変化させても良い。例えば、自局の通信エリアと他の基地局の通信エリアとの境界部の近辺であると判断した場合などのように、現在の基地局と端末装置との通信状態が比較的悪い状態であると基地局が判断したとき、基地局の制御に基づいて、１タイムスロット内に伝送されるデータの伝送レートを減少させることで、ユーザ情報の伝送ができる状態を維持させても良い。データの伝送レートを減少させる処理としては、例えば符号化方式の変更や、変調方式の変更などで対処できる。

なお、上述した実施の形態では、基地局と端末装置との間でユーザ情報を伝送する周波数チャンネル（バンドスロット）は、一定の周波数チャンネルに固定して通信を行うものとして説明したが、例えば１ＴＤＭＡフレーム毎に伝送する周波数チャンネルを変える周波数ホッピングと称される処理を行う構成としても良い。このようにすることで、用意された伝送帯域がほぼ均一に使用されることになり、良好な伝送状態が確保された状態で、セルサーチを良好に行うことができ、ユーザ情報の良好な伝送特性が確保されると共に、端末装置が移動した際のハンドオフ処理についても良好に処理され、良好な通信状態が得られる。

また、上述した実施の形態では、通信構成やフレーム構成などの詳細については一例を示したもので、上述した実施の形態に限定されるものではない。特に、上述した実施の形態では伝送される信号として、マルチキャリア信号の伝送に適用したが、他の変調方式の信号の伝送にも本発明の処理が適用できるものである。また、上述した実施の形態ではセルラ方式の無線電話システムに適用したが、他の通信システムにも適用できるものである。

本発明の実施の形態による基地局の構成を示すブロック図である。本発明の実施の形態による端末装置の構成を示すブロック図である。本発明の実施の形態による伝送信号のスロット構成を示す説明図である。本発明の実施の形態によるバンドスロット配置を示す説明図である。本発明の実施の形態によるチャンネル構成を示す説明図である。本発明の実施の形態による通信タイミングの例（通常の頻度のサーチ時）を示す説明図である。本発明の実施の形態による通信タイミングの例（高頻度のサーチ時）を示す説明図である。従来のセルラ方式のチャンネル構成例を示す説明図である。従来の通信タイミングの一例を示す説明図である。従来の通信タイミングの別の例を示す説明図である。

符号の説明

１２…高周波系回路、１４…変復調処理回路、１５…デマルチプレクサ、１６ａ〜１６ｎ…デコーダ、１７ａ〜１７ｎ…エンコーダ、１８…マルチプレクサ、２０…制御部、３２…高周波系回路、３２ａ…送信用パワーアンプ、３４…変復調処理回路、３５…デコーダ、３６…音声系回路、３９…エンコーダ、４１…制御部

Claims

所定の状態で複数配置された基地局と、端末装置との間で時分割で無線送信と無線受信が行われる通信方法において、
現在無線通信中の基地局から送信される信号の受信レベルと、他の基地局から送信される信号の受信レベルとを比較して、現在無線通信中の基地局の通信エリアの境界部の近傍に、端末装置が位置していることを判別したとき、基地局からの制御により、該当する端末装置と基地局との間で双方向に送信及び受信を行うユーザ情報の通信容量を減らして、端末装置と基地局との間で双方向に送信及び受信される期間を減らし、その減らした送信及び受信を行う期間を利用して、端末装置において上記他の基地局からの信号をサーチする期間を増やす処理を行う
通信方法。
請求項１記載の通信方法において、
ユーザ情報が無線通信される期間を減らした状態で、端末装置が現在通信中の基地局を切り替えるハンドオフ処理を実行する
通信方法。
請求項１又は２記載の通信方法において、
現在無線通信中の基地局の通信エリアの境界部の近傍に、端末装置が位置していることを判別したとき、さらに、上記無線通信中の基地局に対して送信する送信信号の送信出力を大きくする処理を行う
通信方法。
所定の状態で複数配置された基地局との間で時分割で無線送信と無線受信が行われる端末装置において、
現在無線通信中の基地局から送信される信号の受信レベルと、他の基地局から送信される信号の受信レベルとを比較して、現在無線通信中の基地局の通信エリアの境界部の近傍に、当該端末装置が位置していることを判別したとき、基地局との間で双方向に送信及び受信を行うユーザ情報の通信容量を減らして、基地局との間で双方向に送信及び受信される期間を減らし、その減らした送信及び受信を行う期間を利用して、上記他の基地局からの信号をサーチする期間を増やす処理を行うと共に、上記無線通信中の基地局に対して送信する送信信号の送信出力を大きくする処理を行う
端末装置。
請求項４記載の端末装置において、
ユーザ情報が無線通信される期間を減らした状態で、現在通信中の基地局を切り替えるハンドオフ処理を実行する
端末装置。